Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих линий от подстанций энергосистемы и на вводе ГПП и ЦТП
Надежная работа электроустановки может быть обеспечена только в том случае, если каждый устанавливаемый на ней электрический аппарат правильно выбран как по условиям нормального режима работы, так и по условиям работы при коротких замыканиях.
При выборе аппарата по номинальному напряжению необходимо, чтобы максимальное длительно возможное в эксплуатации напряжение установки не превышало максимальное рабочее напряжение аппарата. Если учесть, что максимальное рабочее напряжение электроустановок (напряжение на сборных шинах станций и подстанций), как правило, не превышает их номинального напряжения (номинального напряжения сети) более чем на 10 – 15%, то при выборе электрических аппаратов по напряжению достаточно соблюсти условие: 
Соблюдение этого условия гарантирует достаточную электрическую прочность изоляции аппарата при всех эксплуатационных изменениях рабочего напряжения установки.
Если в закрытых РУ аппараты не подвергаются каким-либо особым атмосферным воздействиям, то в ОРУ аппараты находятся в более тяжелых условиях, так как изоляция их подвергается действию атмосферных осадков, покрывается пылью и т.д. В соответствии с этим, аппараты изготавливают двух типов - для внутренней и наружной установки.
Выбор и проверка выключателей производится по следующим параметрам:
по номинальному напряжению
, (5.10)
по длительному току
, (5.11)
где Iраб.утяж - рабочий ток выключателя в наиболее тяжелом режиме.
, (5.12)
по номинальному току электродинамической емкости
- симметричному
(5.13)
- асимметричному
(5.14)
по номинальному току отключения
- симметричному
, (5.15)
Если условие соблюдается, а 
, то допускается проверка по отключающей способности производить по полному току КЗ:
, (5.16)
где bн - процентное содержание апериодической составляющей в токе короткого замыкания. Определяется по зависимости bн = f (t) (рис. 5.3), здесь t = tз.мин + tв - время от начала короткого замыкания до отключения выключателя; tз.мин = 0.01 с - минимальное время действия релейной защиты; tв - собственное время отключения выключателя по каталогу;
по номинальному импульсу квадратичного тока (термической стойкости).
(5.17)
Паспортные данные для выключателя Iн, Iдин, Iотк, Iтер, tтер,tв приведены в справочниках [П. 11].
Разделители выбираются по нормальному напряжению (Uc £ Uн), нормальному длительному току (Iраб. утяж £ Iн), а в режиме короткого замыкания повторяются по электродинамической (iуд.макс. £ Iдин) и термической (Вк £ Вк.доп) стойкости. Паспортные данные указанных аппаратов приведены в справочнике.
Для защиты оборудования ГПП от пере напряжений выбираются ОПН.
Результаты выбора и проверки аппаратов по каждому виду рекомендуется сводить в таблицу по форме 5.1.
Таблица 5.1
| Параметры аппарата | Данные установки | Каталожные данные |
рис 5.3 Кривая зависимости Вн от r
Выбор ошиновки
1.1.1. Выбор ошиновки на высшем напряжении
В РУ 35 кВ и выше наряду с жёсткими шинами применяют гибкие многопроволочные сталеалюминевые провода, а также пучки проводов в фазе с дистанционными распорками. Такая конструкция проводника позволяет увеличить рабочий ток и исключить коронирование. Провода марки АС могут применяться при напряжении до 500 кВ. При напряжении 500 кВ и выше применяются полые алюминиевые провода марки ПА, а также пучки проводов. Гибкая ошиновка выбирается:
- по допустимому току из условий нагрева 
;
- проверка на термическую стойкость при КЗ;
- проверка по условиям коронирования.
По экономической плотности тока не выбираются: сборные шины всех напряжений, т.к. нагрузка по их длине не равномерна и на многих участках меньше рабочего тока; ошиновка и кабели резервных линий и резервных трансформаторов собственных нужд т.к. они включаются эпизодически. В РУ 110кВ минимальное допустимое сечение проводов по условиям короны соответствует АС-95/16 с током допустимым 330 А.
1. По допустимому току из условия нагрева:
.
=>выбираем гибкую ошиновку проводом АС – 70/11.
2. По термической стойкости при к.з.
, где:
- термический импульс к.з.;
- материал проводника (AL=90; Cu=170; Fe=60).
;
;
15,17 мм2 < 70 мм2;
3. Проверка по условию коронирования:
Напряженность возникновения короны:
, где:
- учитывает шероховатость провода 
;
- радиус провода (см).
;
Напряженность провода:
, где:
- среднегеометрическое расстояние между проводами (при горизонтальном расположении 
);
- расстояние между соседними фазами.
расстояние между фазами 3 метра.
Условие проверки:
;
=> коронирования происходить не будет.
Выбранный провод марки АС-70/11 проходит данные проверки, следовательно, он выбран окончательно к установке.
3.2.2. Выбор ошиновки на низшем напряжении
1. 
;
Принимаем однополюсную медную шину 60x6 мм., допустимый длительный ток 
.
Допустимый ток для данного сечения 
, следовательно, шины данного сечения проходят по условию нагрева.
2. Проверка по термическому действию тока к.з.
=>
=> выбранное сечение удовлетворяет условиям проверки.
3. Проверка на электродинамическую стойкость:
Жесткие шины, укрепленные на изоляторах, представляют собой динамическую колебательную систему, находящуюся под воздействием электродинамических сил.
Механическая система шины-изоляторы должна иметь частоту собственных колебаний f0>200Гц. Пользуясь выражением для определения собственных частот медных шин в одночастотных системах, определим длину пролета, при которой исключен механический резонанс.
Располагаем шины на ребро:
Рис. 8. – Расположение шин на ребро.
, где:
- длина пролета между изоляторами, м;
- поперечное сечение шины, см²;
- момент инерции поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной направлению изгибающей силы;
;
.
;
.
Длина пролета должна быть не более 0,34м.
Располагаем шины плашмя:
Рис. 9. – Расположение шин плашмя.
, где:
- длина пролета между изоляторами, м;
- поперечное сечение шины, см²;
- момент инерции поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной направлению изгибающей силы;
;
.
;
.
Длина пролета должна быть не более 1,08м.
Вариант расположения шин на изоляторах плашмя позволяет увеличить длину пролёта до 1,08 м, т.е. даёт значительную экономию изоляторов. Принимаем расположение пакета шин плашмя; пролёт 1,08 м.; расстояние между фазами а = 0,9 м.
4. Расчет изгибающего момента.
, где:
- распределенная сила по всей длине токоведущей части;
- длина;
- коэффициент зависящий от типа и крепления шин ( 
- двухпролетные шины).
Наибольшее удельное усилие на единицу длины шин в пролете от взаимодействия фаз (на среднюю фазу) при трехфазном КЗ:
;
Момент сопротивления сечения шины относительно перпендикулярно действию силы:
;
Напряжение в материале шины:
;
;
ошиновка удовлетворяет всем требованиям.